Chuyên tâm vào sản xuất và ứng dụng máy nén hơi nước

Trung tâm sản phẩm

Chuyên tâm vào sản xuất và ứng dụng máy nén hơi nước

Nguyên lý hoạt động của máy nén

Vì lý do chi phí, các máy nén ly tâm một cấp và các máy thổi áp suất cao là những thiết bị được sử dụng phổ biến nhất trong các hệ thống nén hơi cơ học (MVR); phần trình bày sau đây sẽ tập trung vào các cấu hình này.

Vì lý do chi phí, các máy nén ly tâm một cấp và các máy thổi áp suất cao là những thiết bị được sử dụng phổ biến nhất trong các hệ thống tái nén hơi bằng cơ học (MVR); phần trình bày dưới đây sẽ tập trung vào các cấu hình này.

Máy nén ly tâm là loại máy có khả năng điều khiển lưu lượng thể tích, nghĩa là, bất kể áp suất hút thay đổi thế nào, lưu lượng thể tích vẫn gần như không đổi. Ngược lại, lưu lượng khối lượng lại thay đổi tỷ lệ thuận với áp suất hút tuyệt đối. Chu trình nén của một máy nén ly tâm một cấp được biểu diễn trên đồ thị entanpi–entropi.

Công suất cần thiết của một máy nén ly tâm một cấp:

Ví dụ: Hơi nước bão hòa từ thiết bị bay hơi được nén từ trạng thái đầu vào p1 = 1,9 bar, t1 = 119 °C lên đến p2 = 2,7 bar, t2 = 161 °C (tỷ số nén Π = 1,4). Quá trình nén theo đường đa chỉ số 1–2, và sự tăng entanpi riêng của hơi là Δhp.

Đối với entanpi riêng h2 của hơi nước, sử dụng phương trình tính hiệu suất đẳng entropi của máy nén:

Giá trị thu được là h2 = 2785 kJ/kg (ηs = 0,8 áp dụng cho một máy nén ly tâm một cấp hoạt động với hơi nước). t2 = 161°C tương ứng với h2 và p2. Tại điểm này, hơi nước có thể được sử dụng để gia nhiệt cho thiết bị bay hơi hiệu thứ nhất. Trước hết, nó mất phần quá nhiệt và nguội xuống đến nhiệt độ bão hòa t3 (130°C) tại áp suất p2 (2,7 bar). Ở nhiệt độ này, nó đi vào bộ gia nhiệt của thiết bị bay hơi. Dựa trên…

 

 

Trong số các yếu tố khác, công suất nén đa đoạn cụ thể hp phụ thuộc vào chỉ số đa đoạn κ, khối lượng mol M của khí đầu vào, cũng như nhiệt độ đầu vào và mức tăng áp suất mong muốn. Đối với công suất liên hợp thực tế của động cơ chính (động cơ điện, động cơ đốt khí, tuabin, v.v.), người ta thường tính thêm một biên độ lớn hơn để bù đắp cho các tổn thất cơ học. Một máy nén ly tâm một cấp chế tạo từ vật liệu thông thường có thể đạt được tỷ số áp suất hơi là 1,8; khi sử dụng các vật liệu chất lượng cao hơn như titan, tỷ số này có thể lên tới 2,5. Do đó, áp suất cuối p2 bằng 1,8 lần áp suất đầu vào p1, hoặc tối đa có thể đạt đến 2,5 lần. Điều này tương ứng với sự gia tăng nhiệt độ hơi bão hòa khoảng 12–18 K, trong đó mức tăng nhiệt độ tối đa có thể lên tới 30 K, tùy thuộc vào áp suất đầu vào. Về mặt công nghệ bay hơi, cách làm phổ biến là biểu thị áp suất dựa trên nhiệt độ sôi tương ứng của nước. Như vậy, chênh lệch nhiệt độ hiệu dụng có thể được chỉ ra trực tiếp.

Ví dụ: áp suất đầu vào p1 = 1 bar tương ứng với 100 °C, trong khi áp suất cuối cùng p2 = 1,7 bar tương ứng với 115,2 °C; tỷ số áp suất Π = p2/p1 = 1,7, và độ tăng nhiệt độ của hơi bão hòa là 15,2 K.